急倾斜中厚煤层综采工艺优化.pdf

系统解决方案自动化应用急倾斜中厚煤层综采工艺优化管政（晋能控股煤业集团永定庄煤业公司，山西大同0 37 0 0 0)摘要：针对某煤矿的地质特点和急倾斜中厚煤层的分布情况，配套选型采煤设备，优化设计现有采煤工艺，并将优化设计后的采煤方案运用到矿井中进行试验生产。试验结果说明，优化的采煤方案提高了该煤矿的急倾斜中厚煤层开采效率以及安全性，提升了采煤生产量。关键词：急倾斜，中厚煤层，综采中图分类号：TD323文献标识码：AOptimization of Fully Mechanized Mining Technology of Steeply InclinedMedium Thick Coal SeamGUAN Zheng(Yongdingzhuang Coal Industry Company,Jinneng Holding Coal Industry Group,Datong,Shanxi 037000,China)Abstract:According to the geological characteristics of a coal mine and the distribution of steeply inclined and medium-thick coal seam,the supporting selection of mining equipment is carried out,and the existing mining technology is optimizeddesign,the optimized design of coal mining scheme is applied to the mine for test production,the test results show that theoptimized mining scheme improves the mining efficiency of steeply inclined and medium-thick coal seam of the coal mine andimproves the safety and also increased coal production.Key words:steep dip,medium-thick coal seam,fully mechanized mining0引言目前，急倾斜中厚煤层的开采工艺主要为水平分层采煤法,即在各厚度层开巷道开采，形成煤矿开采工作面。这种采煤工艺虽然可以适应更多倾角以及厚度的矿区环境，但其开采工序复杂，人工成本高，效率低下2-5。为提高采煤效率并适应急倾斜中厚煤层的采煤环境，本文优化了原有的采煤方案及综采设备工艺，并在某煤矿中运用。运用结果表明，优化后的采煤方案提高了该煤矿的采煤生产效率。1煤层特点概况某煤矿的煤层主要分布在目前开采的煤碳矿井以东边界。在东部边界到急倾斜中厚煤层距离为35m，在此范围内煤层分布的构造简单，存储厚度在1.5 2.5m之间变化，平均厚度达2 m，煤层倾角为43 55（平均厚度为50）。符合开采的煤层中有2 层研石层，石层平均厚度在0.6 m以下,中级品位,硫含量较低。在以上煤层区域西向2 0 m范围，煤层结构较前区域较复杂，且煤炭品位较低，煤层厚度为1.2 0 3.33m，平均厚度为2.0 m，平均倾角为50。煤层开采质量低，为非无烟煤，低级品位，硫分高，总体煤层密度为1.6 0 T/m。煤层具体构造情况如表1所示。表1煤层构造示意图煤层平均煤层平均煤层煤矿矿井矿井倾斜项目类型厚度参数指标2m2综采设备选型与工艺优化2.1设备配套选型(1)采煤机选型。基于上述煤矿类型,选择国内某采煤机厂生产的型号为MG250/600-AWD的采煤机4。该采煤机的采煤高度为1.5 3.2 m，生产煤层倾角为50，供电电压为1140 V，采煤机功率为7 50 kW，滚筒深度为9 0 0 mm，直径为1.8 m，牵引速度为0 8.33m/min、8.33 14.2 6 m/mi n。整套设备设计生产率为18 50 t/h。(2)液压支架选型。结合煤矿特殊地质环境，选用型号为ZZ5200/17/35的液压支架，该支架的具体参数如表2 所示。选择该型号液压支架后，结合本煤矿地质特点对其进行优化设计，再在液压支架上加装主动防滑防倾倒机构，以提高设备的安全性6,预防液压支架在生产工作中发生倾角密度坚硬型长度宽度501.60 T/m2508m236m作者简介：管政，男，19 9 4年生，助理工程师，研究方向为综采。2023|16期I23自动化应用系统解决方案滑倒和倾斜事故，并在此基础上增加架间及架前挡研设备。液压支架示意图如图1所示。表2 液压支架设备参数项目类型参数要求液压支架高度1 8003900mm中心距1 600 mm初撑力5650kN生产工作阻力6100kN底板比压2.21 MPa支护强度（平均）0.926MPa移架步距750mm适合开采煤层倾角55图1液压支架示意图(3)刮板输送机型号。刮板输送机型号为SGZ-800/800,具体参数如表3所示。表3刮板输送机设备参数项目类型要求输送长度320m运输量1900 t/h装机功率900kW输送电机功率450kW平均转速1100r/min刮板链速1.2m/s行星减速器型号37JS-400中心距（刮板链）230mm2.2工艺优化方案(1)采煤方案。综合考虑煤矿地质条件和采煤设备条件，优化采煤方案。采用走向长壁后退式采煤法采煤。(2)割煤方式。优化割煤方式为在工作面上的单向割煤方式。当采煤机顶板破碎煤层压力大时，选用中部位置进行切割进刀，并保持在较低部位。当顶板煤层较完整时，压力在采煤机顶部体现较小，应采用斜切割走刀方式且刀位较高7。采煤机工作位在进刀部位以下斜切进刀上行割煤情况为：顶煤使用上滚筒切割，底煤使用下滚筒切割；工作位在进刀部位以上时与前中方式相反，割煤情况为：顶煤使用下滚筒切割，底煤使用上滚筒切割，下滚筒完成割煤工作后空刀回刀进行下一轮割煤工作。采煤现场示意图如图2 所示。图2 采煤现场示意图(3)装煤与运煤。装煤工作由采煤机自动完成，实现过程为：生产的煤炭通过滚筒旋叶和弧形挡煤板直接传输到刮板输送机，而未完全清理的剩余煤炭由工人将其装入刮板输送机，完成全部煤炭装煤运煤。(4)支护与移架。支护是保证煤矿生产运输安全的关键步骤。通过移架可使液压支架与采煤机协同工作。在优化方案中，应使液压支架位于采煤机后方4m0.5m左右，并在采煤机移动工作中保持相同的相对位置。同时，刮板输送机工作位置应位于采煤机后方12 m1.5m左右，使三者在工作中保持相对一致的位置，协同采煤8。(5)采空区域处理。基于采煤地的地理结构与煤层分布情况，优化方案采用全部垮落的方法处理采空区域。由于采煤工况的特殊性，为防止矿厂煤炭自燃，需在采空区域内加注氮气,并抽取瓦斯气体进行实时监测，以避免高浓度瓦斯涌出9。3工艺优化效果基于以上优化采煤方案，将其运用到某煤矿中，试验矿井的倾角为52，在此煤井中进行半年的机械化综合采煤生产。由于煤炭市场对煤炭生产的需求，该矿井试验生产采用灵活的生产方式，生产时间与生产煤炭产量不定。为此，需要在固定煤炭生产中每天安排2 个班次的员工进行生产。生产期间，采用8 h工作时间制，采煤机生产2 个班次的煤碳量后安排1个班次的检修时间。试验结束后，统计工作班次实际达到2 0 8 班次，在试验期间生产原煤总量为18.6 3万吨，试验数据如表4所示。表4优化采煤方案试验数据实际生产生产原煤最高产煤班次生产提高项目班次数据208在不考虑其他因素影响的前提下，采用本文的优化采煤方案生产原煤，可以提高2 7%的生产效率，月产量可达5.37万吨，年产量可达6 4.37 万吨。考虑到试验条件较实际生产有一定的“理想化”程度，折算最终年生产量为55万吨。在煤矿试验期间安全检修未发现因设备因素导致的生产延期。4结语(1)通过对采煤工艺的改进优化，即由以往采用刀柱式采煤改进为走向长壁后退式采煤方式，可以降低生产成本，减少安全隐患，提高生产效率。(2)将优化的采煤方案运用到某煤矿中进行试验，试验结果表明，优化后的采煤方式具有提高效率(提高2 7%)及产煤量的作用。总量18.63万吨产煤量908.56t(下转第2 7 页）效率27%24I|自动化应用系统解决方案自动化应用测试时间，降低测试成本，提高测试的准确性和可靠性。3结语本文根据目前汽车空调控制器的测试情况，研究自动HVAC箱体化测试模型，运用MATLABSimulink仿真工具，建立I/O空调控制器模型和模型信号，并设计测试用例，然后利用该模型以及图2 空调控制器HIL测试系统台架测试脚本在HIL机柜上开展自动化测试，从而快速、有效地发现汽车空调控制器的软件故障，避免漏测、错测，促使2.5自动化测试软件的快速送代，保障产品的质量，提高汽车空调控制器使用MATLABSimulink提供的工具箱，如Simulink的测试效率。研究结果表明，合理的测试方法既可加快汽Real-Time Workshop 和 Simulink Real-Time Testing，利用车投产升级的速度，又可使各ECU元件充分发挥其应有仿真软件(MATLAB/Simulink)将数学模型转换为可执行效果。本文的主要创新点是研究了汽车空调控制器自动化代码,并与硬件在环系统相连。通过硬件在环系统向控制测试的建模情况,这些模型是自动化测试的基础，能适应器发送虚拟信号，并接收控制器输出信号，进行数据采集敏捷测试的需求，提升重复测试的效率，有利于稳定汽车和分析。上位机根据已建立完成的人机接口，结合测试用空调控制器性能,具有实用性、先进性。例，使用Python语言将具体测试用例编写成计算机可运行的自动化测试脚本。汽车空调控制器测试脚本包括的文件如表2 所示。表2 汽车空调控制器测试脚本包括的文件文件constants.pyhvac_base_func.pyhvac_main.pyhvac_path.pyhvac_report_gen.pyhvac_tc.pyhvac_test_case.pynap.py这些工具可以执行自动化测试，分析测试结果，缩短(上接第2 4 页)(3)基于某煤矿的地质特点和煤层分布情况，使用合适的采煤方式，并对其采煤配套设施选型，可实现急倾斜中厚煤层综采工艺的优化。1尹红球.急倾斜中厚不稳定煤层采煤方法研究J.科技视界，2012(28):392-393.2张继华.急倾斜中厚煤层软底综采采场矿压规律及其控制研究D.青岛：山东科技大学，2 0 10.3王灿华，符明华，卓军，等.7 0 急倾斜中厚煤层综采成套技术及装备研究J.煤炭科学技术,2 0 15,43(S1)：16-19+6 6.4王金生.急倾斜中厚煤层综采设备安装工艺的实践J.煤炭技参考文献1郭艳，李建民，陈昌瑞.汽车空调控制平台化J.汽车实用技术,2 0 17(16):19-2 1.定义2吴金铃.汽车空调控制器测试系统的设计J.内燃机与配件，常数文件，定义按键时间、各类电机电压数值2017(18):5-6.测试方法文件，定义各类方法，方便测试用例调用3邱庆，翁惠辉，习进路.汽车空调控制器自动测试系统的设计主控文件，执行具体测试用例参数常量定义脚本文件，定义总线、硬线等各类常量结果写入脚本文件，将结果写入Excel压力测试用例及一键杀毒测试用例文件常规测试用例文件便捷模式测试用例文件参考文献J.长江大学学报（自然科学版）,2 0 11(12)：9 0-9 2.4尹永福.汽车空调控制器检测系统设计与测试J.电子设计工程,2 0 2 1(10):7 7-7 8.5巫辉燕,林汉雄,基于HIL的车载网关控制器的自动化测试J.汽车实用技术,2 0 2 1(5):140-141.（责任编辑：周贵兰）术,2 0 11,30(7):7 1-7 2.5吴世心.越南成功煤矿急倾斜中厚煤层采煤工艺研究D.昆明：昆明理工大学，2 0 13.6李向金.急倾斜煤层采煤工艺优化分析J.能源与节能,2 0 2 2(5):30-31.7周一君.急倾斜煤层采煤工艺优化分析J.能源与节能,2 0 2 1(10):161-162.8王海峰.急倾斜厚煤层采煤方法的优化研究J.能源技术与管理,2 0 17,46(6):9 3-9 4.9费维柱,吴晶,刘广文.淮南矿区急倾斜厚煤层综采装备及防护C/煤矿机电一体化新技术创新与发展2 0 12 学术年会论文集,2 0 12:151-156.（责任编辑：周贵兰）2023|16 期I27